JPH068338B2 - 封止用樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、低応力で耐湿性に優れた、電子または電気部
品の封止用樹脂組成物の製造方法に関する。

（従来技術） 従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路などの電子
部品を熱硬化性樹脂を用いて封止する方法が行われてき
た。この樹脂封止は、ガラス、金属、セラミックを用い
たハーメチックシール方式に比較して経済的に有利であ
るために広く実用化されている。樹脂封止に用いられる
熱硬化性樹脂組成物の中でもエポキシ樹脂組成物が最も
一般的に用いられている。エポキシ樹脂組成物には、酸
無水物、芳香族アミン、ノボラック型フェノール樹脂等
の硬化剤が使用されているが、ノボラック型フェノール
樹脂を硬化剤としたエポキシ樹脂組成物は、他の硬化剤
を使用したものに比べて、成形性、耐湿性に優れ、毒性
がなく、かつ安価であるため半導体封止材料として広く
用いられている。

しかしながら、ノボラック型フェノール樹脂を硬化剤と
したエポキシ樹脂組成物は、成形硬化時に収縮して半導
体素子に応力がかかり、素子の信頼性を劣化させるとい
う欠点がある。こうした樹脂組成物を使用した成形品の
温寒サイクルテストを行うと、ボンディングワイヤのオ
ープン、樹脂クラック、ペレットクラック等が発生し、
電子部品としての機能が果せなくなるという問題があっ
た。また、樹脂組成物の低応力化を図るため第三成分を
添加する方法があるが、第三成分が二次凝集物を形成
し、樹脂組成物中に均一に分散できず、そのために低応
力特性にバラツキが生ずるという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもの
で、低応力特性のバラツキがなく、耐湿性に優れ、か
つ、従来のエポキシ樹脂組成物の特性を保持した、信頼
性の高い封止用樹脂組成物の製造方法を提供しようとす
るものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重
ねた結果、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレ
ン共重合樹脂をエポキシ樹脂中に均一に分散混合した樹
脂を使用することによって低応力特性のバラツキがなく
なることを見いだし、本発明を完成したものである。す
なわち、本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂を溶融し、その
中に（Ｂ）メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレ
ン共重合樹脂を加えて、均一に分散混合した樹脂
［（Ａ）＋（Ｂ）］と、（Ｃ）ノボラック型フェノール
樹脂とを粉砕し、次いで（Ｄ）無機質充填剤及び所望に
よりその他成分を加え混合し、更に加熱混練した後、冷
却固化粉砕することを特徴とする封止用樹脂組成物の製
造方法である。

本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂としては、その分子
中にエポキシ基を少なくとも２個有する化合物である限
り、分子構造、分子量など特に制限はなく、一般封止用
材料に使用されているものを広く包含することができ
る。例えば、ビスフェノール型の芳香族系、シクロヘキ
サン誘導体等の脂環族系、さらに次の一般式で示される
エポキシノボラック系の樹脂が挙げられる。

（但し、式中Ｒ^１は水素原子、ハロゲン原子又はアルキ
ル基を、Ｒ^２は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以上
の整数を表す） これらのエポキシ樹脂は、１種で又は２種以上混合して
用いる。

本発明に用いる（Ｃ）ノボラック型フェノール樹脂とし
ては、フェノール、アルキルフェノール等のフェノール
類とホルムアルデヒドあるいはパラホルムアルデヒドを
反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂、およ
びこれらの変性樹脂、例えばエポキシ化もしくはブチル
化ノボラック型フェノール樹脂が挙げられる。ノボラッ
ク型フェノール樹脂の配合割合は、前述のエポキシ樹脂
のエポキシ基（ａ）とノボラック型フェノール樹脂のフ
ェノール性水酸基（ｂ）とのモル比［（ａ）／（ｂ）］
が0.1〜10の範囲内にあることが望ましい。このモル比
が0.1未満もしくは10を超えると、耐湿性、成形作業性
および硬化物の電気特性が悪くなり、いずれの場合も好
ましくない。

従って、上記の範囲内に限定するのがよい。

本発明に用いる（Ｂ）メチルメタクリレート・ブタジエ
ン・スチレン共重合樹脂としては、ブタジエンの組成比
率が70重量％以下、メチルメタクリレートの組成比率が
15重量％以上であることが好ましく、この範囲外の組成
比率では成形品の外観が損われ好ましくない。メチルメ
タクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂の配合
割合は、エポキシ樹脂にメチルメタクリレート・ブタジ
エン・スチレン共重合樹脂を均一に分散混合した樹脂
［（Ａ）＋（Ｂ）］対して0.1〜60重量％の割合で含有
することが望ましい。その割合が0.1重量％未満では、
低応力、温寒サイクルに耐えうる効果はなく、また60重
量％を超えると、エポキシ樹脂中に均一な分散混合がで
きない。メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン
共重合樹脂は、エポキシ樹脂中に加熱溶融混合し、均一
に分散混合する。エポキシ樹脂中に均一分散させる方法
は、エポキシ樹脂の融点以上の温度に加温できる装置
（容器）の中にエポキシ樹脂を入れて、融点以上に加温
し完全に溶融液体とした後、メチルメタクリレート・ブ
タジエン・スチレン共重合樹脂を加えて、好ましくは15
0℃以上で２０分間以上攪拌して、均一に分散混合させ
る。エポキシ樹脂中にメチルメタクリレート・ブタジエ
ン・スチレン共重合樹脂を分散混合させた樹脂［（Ａ）
＋（Ｂ）］は、全体の樹脂組成物に対して１〜50重量％
の割合で含有することが望ましい。その配合割合が１重
量％未満では低応力に効果がなく、また50重量％を超え
るとメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重
合樹脂の分散が不均一になり増粘するため好ましくな
い。

本発明に用いる（Ｄ）無機質充填剤としては、シリカ粉
末、アルミナ、三酸化アンチモン、タルク、炭酸カルシ
ウム、チタンホワイト、クレー、アスベスト、マイカ、
ベンガラ、ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられ、これら
は１種又は２種以上混合して使用する。これらの中でも
特にシリカ粉末やアルミナが好ましいものである。無機
質充填剤の配合割合は、全体の組成物に対して25〜90重
量％であることが望ましい。その配合割合が25重量％未
満では、耐湿性、耐熱性、機械的特性および成形性に効
果なく、また90重量％を超えると、かさばりが大きくな
り、成形性が悪くて、実用に適さない。

本発明における封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、メ
チルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹
脂、ノボラック型フェノール樹脂および無機質充填剤を
必須成分とするが、必要に応じて例えば天然ワックス
類，合成ワックス類，直鎖脂肪酸の金属塩，酸アミド，
エステル類，パラフィン類などの離型剤、塩素化パラフ
ィン，ブロムトルエン，ヘキサブロムベンゼン，三酸化
アンチモンなどの難燃剤、シランカップリング剤、種々
の硬化促進剤等を適宜添加配合することもできる。

本発明の封止用樹脂組成物の製造方法は、メチルメタク
リレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を、エポキ
シ樹脂中に加熱混合し、均一に分散混合させた樹脂を使
用すればよく、特にその製造方法に限定されることはな
い。しかし、通常次のようにして製造される。エポキシ
樹脂の融点以上の温度に加温できる装置（容器）、例え
ば万能混合機、強力カニーダー、加熱反応釜等を使用
し、この中にエポキシ樹脂を仕込み、融点以上に加温し
て完全に溶融させた後、エポキシ樹脂に対して0.1〜60
重量％の量のメチルメタクリレート・ブタジエン・スチ
レン共重合樹脂を投入し、好ましくは150℃以上で２０
分間以上攪拌して、均一に分散混合させる。メチルメタ
クリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を均一に
分散混合させたエポキシ樹脂と、ノボラック型フェノー
ル樹脂とを粉砕し、次いで無機質充填剤およびその他の
成分を所定の組成比に選択した原料組成分をミキサー等
によって十分均一に混合した後、更に熱ロール、押出機
又はニーダー等によって加熱混練処理を行ない、冷却固
化するのをまち適当な大きさに粉砕して封止用樹脂組成
物を製造する。以上、メチルメタクリレート・ブタジエ
ン・スチレン共重合樹脂をエポキシ樹脂中に分散混合
し、次いで他の成分を配合する製造方法を説明したが、
エポキシ樹脂の製造工程においてメチルメタクリレート
・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を均一分散混合した
樹脂をつくっておき、必要に応じて必要量他成分と配合
混練してもよい。

（作用） メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹
脂を、エポキシ樹脂中に均一に分散混合することによっ
て、二次凝集物の生成を少くし、低応力特性のバラツキ
をなくすことができる。メチルメタクリレート・ブタジ
エン・スチレン共重合樹脂の粒径は、もともと数μｍ以
下の大きさであるが、他の成分と混合混練を行うとメチ
ルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂の
粒子が凝集して粒径数百μｍの二次凝集物を生成し、低
応力特性が低下したり、また低応力特性のバラツキが生
じ、信頼性を損ねる結果となる。

従って、単にメチルメタクリレート・ブタジエン・スチ
レン共重合樹脂、エポキシ樹脂、ノボラック型フェノー
ル樹脂、無機質充填剤を混合混練するのでなく、予めメ
チルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂
をエポキシ樹脂中に十分均一に分散混合させておけば、
二次凝集物が小さく、またその生成も少く、かつ低応力
特性に優れ、バラツキ等がなくなることを確認したもの
である。混合条件（温度、時間等）によりメチルメタク
リレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂の粒径を任
意に調整することが可能であるが、分散状態を粒径0.1
〜50μｍの範囲内にすることが好ましい。

本発明の製造方法により得られた封止用樹脂組成物は電
子あるいは電気部品の封止、被覆、絶縁等に適用するこ
とができる。

（実施例） 本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は以
下の実施例に限定されるものではない。以下の実施例お
よび比較例において「％」とあるのは「重量％」を意味
する。

クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量21
5）85％を万能混合機に入れて150℃に加熱する。クレゾ
ールノボラックエポキシ樹脂が完全に溶融した後、メチ
ルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂15
％を加えて１時間加熱攪拌混合して、メチルメタクリレ
ート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂が均一に分散混
合した樹脂（以下Ｅ−ＭＢＳ樹脂という）をつくった。

実施例１ Ｅ−ＭＢＳ樹脂２０％とノボラック型フェノール樹脂
（フェノール当量107）10％をヤリヤ粉砕機のスクリー
ン２mmで粉砕し、溶融シリカ粉65％およびその他成分５
％を常温で混合し、さらに90〜100℃で混練冷却した
後、粉砕して封止用樹脂組成物を製造した。得られた組
成物を175℃に加熱した金型内にトランスファー注入し
硬化させて成形品（封止品）を得た。この成形品につい
て、耐湿性、歪、ＭＢＳ樹脂の粒径、その他の試験を行
い、その結果を第１表に示した。本発明の封止用樹脂組
成物は、ＭＢＳ樹脂がよく分散して、温寒サイクル、耐
湿性、低応力特性に優れており、本発明の顕著な効果が
認められた。

実施例２ Ｅ−ＭＢＳ樹脂18％とノボラック型フェノール樹脂（フ
ェノール当量107）12％をヤリヤ粉砕機のスクリーン２m
mで粉砕し、溶融シリカ粉65％およびその他成分５％を
配合し、実施例１と同様にして封止用樹脂組成物および
成形品をつくった。また同様に諸特性の試験を行ったの
でその結果を第１表に示した。実施例１と同様に本発明
の顕著な効果が確認された。

比較例１ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量21
5）18％にノボラック型フェノール樹脂（フェノール当
量107）９％、ＭＢＳ樹脂３％、溶融シリカ粉65％およ
びその他成分５％を常温で混合し、さらに90〜100℃で
混練冷却した後、粉砕して封止用樹脂組成物を製造し
た。次いでこのの組成物を用いて成形品を得、実施例を
同様にして諸特性を試験したのでその結果を第１表に示
した。

比較例２ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量21
5）20％にノボラック型フェノール樹脂（フェノール当
量107）10％、溶融シリカ粉65％およびその他成分５％
を比較例１と同様にして封止用樹脂組成物、成形品を
得、また同様にして諸特性を試験したのでその結果を第
１表に示した。

［発明の効果］ 以上の説明および第１表から明らかなように、本発明の
封止用樹脂組成物の製造方法によれば、メチルメタクリ
レート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂をエポキシ樹
脂中に加熱混合均一に分散混合することによって、二次
凝集物も小さく、低応力特性に優れ、またバラツキもな
く、耐湿性に優れ、かつ従来のエポキシ樹脂組成物と同
等の特性を有したものが得られた。この組成物を用いた
電子部品又は電気部品には、優れた信頼性を付与するこ
とができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/31 (72)発明者 河内山 誠幸 埼玉県川口市領家５丁目14番25号 東芝ケ ミカル株式会社川口工場内 (72)発明者 善積 章 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式会 社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−125166（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−45193（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）エポキシ樹脂を溶融し、その中に
   （Ｂ）メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共
   重合樹脂を加えて、均一に分散混合した樹脂［（Ａ）＋
   （Ｂ）］と、（Ｃ）ノボラック型フェノール樹脂とを粉
   砕し、次いで（Ｄ）無機質充填剤及び所望によりその他
   成分を加えて混合し、更に加熱混練した後、冷却固化粉
   砕することを特徴とする封止用樹脂組成物の製造方法。